中國科大等發明新型離子膜實現近似無摩擦的離子傳導

　　近日，中國科學技術大學徐銅文、楊正金團隊與合作者設計了一類新型離子膜，首次實現膜內近似無摩擦的離子傳導，有望應用于能源轉化、大規模儲能以及分布式發電等領域。相關研究成果論文4月26日發表于《自然》雜志。

　　離子膜是液流電池、燃料電池等電化學器件或裝備的關鍵部件，傳統離子膜普遍存在吸水后容易發生溶脹變形、結構疏松等問題，特別是長時間使用后，可能會發生結構老化、性能下降。中國科大研究團隊經過多年研究，創新性地設計了一種具有貫通亞納米離子通道的微孔框架離子膜材料，同時在通道中進行了化學修飾，不僅解決了傳統離子膜材料中離子通道老化和吸水溶脹問題，還兼具高選擇性和高傳導率，離子傳輸更加迅速，在膜內實現了近似無摩擦傳導。使用該膜組裝的液流電池，充放電電流密度可以達到每平方厘米500毫安，是當前普遍報道值的5倍以上。

　　審稿人認為，這種離子膜在液流電池中展示出了非凡的性能，與迄今為止使用的最好的膜相比，此類離子膜的性能顯著提高。研究人員表示，該成果涉及的微孔框架離子膜的設計理念，還可拓展至其他功能化框架聚合物膜，并以此為基礎進行高性能膜材料的定向設計。

　　中國科大研發的這種國產離子膜有望大幅提升液流電池等儲能裝備的效率，在我國太陽能、風能等新能源的儲能領域得到廣泛應用。目前，項目孵化的特種離子膜產品已申請中國發明ZL，研究人員正加緊實現該型離子膜的量產。